无损检测在起重设备中的应用

无损检测是工业检测中的重要方法，在许多工业产品的制造、使用与维护过程中都有广泛的应用。今天来讲讲无损检测在起重设备中的应用。
　　
无损检测技术发展至今已经成为一门多学科多工艺的综合性应用技术，它在起重设备的无损检测过程中便采用不同的检测方法，例如在生产制造及安装过程中主要采用的是射线检测方法，在检测设备性能及设备试运行阶段则采用目视检测及量具测量方法，在对设备结构表面和部件进行裂纹等检测时，渗透检测是必不可少的检测方法，而对应力集中状况进行检测时，需要使用金属磁记忆检测。在对设备结构内部的腐蚀、裂纹等缺陷进行安全性检测中一般采用声发射检测。振动测试则是通过模拟产品在运输、安装及使用环境下所遭遇到的各种振动环境影响，用以确定产品是否能承受各种工作环境振动的能力。
　　
下面简单介绍一下上述的几种检测方法：
　　
1、射线检测
一般在起重机械制造和安装阶段用来对钢结构部分对接焊缝进行射线检测。起重机械多采用钢板材料制造，但与锅炉、压力容器等承压设备相比壁厚较薄，故使用常规x射线即可对起重机械的焊接质量进行检查。起重机械射线检测的对象主要是厚度均匀、形状较规则的钢板或钢管制工件和部件的对接焊缝，如成品片式吊钩钩片及悬挂夹板的焊缝、集装箱专用吊具的主要受力构件金属结构焊缝、桥式和门式起重机主梁翼缘板和腹板的对接焊缝、主梁上下盖板和腹板的拼接对接焊缝、π形梁内壁的对接焊缝、桥架的组装焊缝以及塔式起重机中主要钢结构的对接焊缝等。
　　
2、目视检测
目视检测主要是为了检测起重机械的全部和部分部件的性能。主要检测内容有：机械部分金属结构的几何尺寸测量、表面质量检查、载荷试验、机械装置试验和安全保护装置试验等。电气部分的电控装置、电气保护装置、保护接地、照明及信号电路检验等。检验主要采用量具测量和机构试运行等方法进行。
　　
3、渗透检测
起重机械主要检测的缺陷类型是裂纹，其中表面开口裂纹的危险性更大。而有时因为材料和结构形状等原因，有些部件或部位不利于磁探仪的操作，用其它无损检测方法也难以取得理想的检测效果，这时渗透检测便成为唯一可选的无损检测方法。渗透检测前一般必须对检测表面进行清洁和干燥处理，表面不得有影响渗透效果的铁锈、氧化皮、焊接飞溅、铁屑、毛刺及各种防护层等。要求被检工件的表面粗糙度ra≤12.5μm。在对检测剂灵敏度和检测工艺进行对比试块的测试合格后即可进行渗透(一般持续时间≥10 min)、清洗、干燥（5～10 min）、显像(一般≥7 min)等检测程序。如果检测部位所处环境较昏暗或观察条件不佳时，也可采用灵敏度更高的荧光渗透剂。

4、金属磁记忆检测
金属磁记忆是对金属结构的应力集中状况进行检测的。通过测量金属构件处磁场切向分量hp(x)的极值点和法向分量hp(y)的过零点来判断应力集中区域，并对缺陷的进一步发生和发展进行监控和预测。磁记忆是一种弱磁检测方法，它无需对工件进行磁化，其应力集中部位在地磁场的作用下即可显示出磁记忆信号。但是一旦对工件进行了磁粉检测而又未进行有效的退磁操作，则微弱的磁记忆信号将被磁化后的剩余磁场信号湮没，所以检测时机应放在磁粉检测之前。

5、声发射检测
起重机械声发射检测时，在设备的关键部位，一般选择设计上的应 力值较大或易发生腐蚀、裂纹或实际使用过程中曾出现过缺陷(如裂纹)的部位布置传感器。对起重设备施加额定载荷(动载)和试验载荷(静载),起重机械正常运行或保持静止，此时材料内部的腐蚀、裂纹等缺陷源会产生声发射(应力波)信号,信号处理后将显示出产生声发射信号的包含严重结构缺陷的区域，频谱分析等手段还可为起重机械的整体安全性分析提供支持。声发射检测相对于其它无损检测技术而言，具有动态、实时、整体和连续等特点。声发射技术不仅可对是否存在缺陷进行检测，还可对缺陷的活度进行判断，进而为起重机械的有效安全监测提供准确的依据。
　　
6、振动测试
振动特性(动刚度)是指起重机的消振能力,通常以主梁自振周期(频率)或衰减时间来衡量。自振频率(特别是基频)和振型是综合分析和评价结构刚度的重要指标。主梁在载荷起升离地或下降突然制动时，会产生低频率大振幅的振动，影响司机的心理和正常的作业。对电动桥门式起重机，当小车位于跨中时的满载自振频率要求≥2 hz。振动测试时,在主梁跨中上(或中下)盖板处任选一点作为垂直方向振动检测点，小车位于跨中位置，把应变片粘在检测点上，并将引线接到动态应变仪输入端，输出端接示波器，起升额定载荷至2/3的额定起升高度处，稳定后全速下降，在接近地面处紧急制动。从示波器记录的时间曲线和振动曲线上可测得频率，即为起重机的动刚度(自振频率)。用此法对某门式起重机空载和载荷时的振动测试结果表明空载时自振频率为3.13 hz，额定载荷时的自振频率则为1.76 hz。
　　
起重设备是各行各业必不可少的工程机械，应用范围广泛，改革开放几十年来，我国的起重机产销已经居于世界第一，但同时也必须看到，我国起重设备在核心部件（如发动机和密封件）制造上距离发达国家还有一定差距，这就需要我国的起重机行业不仅要在产品的升级创新上狠下功夫，也要在产品的质量和检验上不断加强管理。无损检测方法作为一种有效的综合性监督检验手段有其优越的科学性与实用性，由衷地希望无损检测技术能够得到各方面的重视与推广，相信它会为实现“中国工业4.0”提供助力。